白皮书
天博体育app拉曼光谱简介
综述
长期以来，作为研究材料低能振动模式的一种手段，电磁频谱的天博体育app（Thz）区域一直为科学家们所研究-1至200 cm-1）。[1]，可通过该区域获取有关分子取向的重要信息，而分子取向决定着材料的许多关键特性。（fir）吸收光谱的延伸。，由于其介于光频域的低频段和电子频域的高频段
幸运的是，直接探测天博体育app吸收谱并不是唯一方法，也可以使用拉曼光谱实现天博体育app频谱检测。，因此可将激发波长与所研究的振动模式结合起来。，光谱范围为，200 cm-1至1800cm-1，代表“化学指纹”，thz-raman™（也称为低频拉曼或 lfr），光谱范围为，光谱范围为5cm-1至200 cm-1，提供“结构指纹”，主要对应于分子间振动或材料的晶格/声子模式。1显示了天博体育app光谱（50μm（2 mm）（5μm）5μm（50μm）和天博体育app拉曼光谱在电磁光谱中对应的波长位置。50μm）
在天博体育app域中使用拉曼光谱很有挑战性，因为与弹性散射（瑞利，因为与弹性散射（瑞利，非弹性散射（拉曼频移，非弹性散射（拉曼频移）-1）。，只需使用具有高光学效率的单色仪，即可轻松地直接测量低至，5 cm-1的拉曼频移[3]。：从复杂的多级单色仪，到简单易搭建的光谱仪高通量筛选应用的孔板读取仪。
图1：显示不同光谱技术对应的电磁波谱。显示不同光谱技术对应的电磁波谱。（532 nm）或近红外光（785 nm）中使用，而红外吸收光谱用于5μm，而红外吸收光谱用于50μm，天博体育app光谱用于，天博体育app光谱用于50μm，天博体育app光谱用于50μm，2 mm的范围。
天博体育app拉曼光谱系统要求
每个天博体育app拉曼光谱系统都配备以下四个组件：
- 波长稳定的激光源
- 窄带宽（<5 cm-1）光谱净化滤波器
- 窄带宽（<5 cm-1）瑞利散射抑制滤波器
- 可检测低频信号的光谱仪
瑞利滤波器是一个+/- 5cm1带宽的陷波滤波器，决定了可检测到天博体育app域的低频信号的下限。
此类系统的另一个优势是，由于拉曼光谱是以激光频率的相对频移来测量的，因而天博体育app拉曼系统可以使用可见光或近红外光（nir）中任一波长的激光来探测此类低能量振动模式-1的反斯托克斯拉曼频移，可获取有关样品的其他信息（包括局部有效温度）
这套系统易于操作，适用于涉及材料的化学和结构特性的应用。，[4-9]已开始采用天博体育app拉曼光谱，并且该项技术在聚合物[10] 、半导体 [11-13]和生物医学诊断[14]领域也受到关注。
低频振动模式
如上所述，低频峰是由诸如声子模式和晶格振动等分子间振动引起的。，谱峰的频移位置由晶体的化学成分和结构决定。
图2：α型硫和β型硫的拉曼光谱，显示了β，200 cm-1范围的分子间振动模式（a）和200 cm-1至500cm-1范围的分子内振动模式（b）。
硫具有30多种同素异构体，在生命科学和工业应用的化学过程中-1至100cm-1范围的光谱区域，使用拉曼光谱可有效检测其中的许多振动模式[16]。20132013 spie 防御、安全和传感会议上提出的一篇论文中，heyler等人演示了如何使用天博体育app拉曼光谱检测此类振动模式[3]。。，当将95.6°C以上时-1以下的区域变得“模糊不清” [图2]，拉曼光谱渐渐出现玻色子峰结构。当熔化并形成y 形态（液体）-1以上光谱的峰位置时可以看出。相干Tr-Micro天博体育app拉曼光谱模块与正置式显微镜和光纤耦合仪搭配。图2显示了该系统探测到的所有光谱。装置示意图如图装置示意图如图
图3：实验装置（用于收集α型硫和β型硫的天博体育app拉曼光谱）示意图。
天博体育app拉曼光谱装置包含一个单频激光器，与超窄带（全息，与超窄带（全息，可确保拉曼散射有较高通量
在制药方面的应用
多晶型性是活性药物成分（api）共同特征。/性能有直接影响/性能有直接影响[18]。，但整体结构取向不同 厘米-1以下区域的谱峰强度高，具有复杂的光谱特征[9]。”他们还说明
图4：相干TR-BENCH
在上述研究[9]和2015年[10]期间，Bristol-Myers squibb的研究人员对一些常见api的多晶型物的低频拉曼频带进行了详细分析。TR-BENCH，目前由coherent提供，如图，如图tr-bench的内部光学结构与上一节中讨论的tr-tr-tr-tr-tr-tr-tr-micro相同。相同。相同。，是这项研究的一个示例。
图5:（a）iii形态、（b）伪多晶型二水合物形态和（c）ii形态卡马西平的天博体育app拉曼光谱。[8]。
近年来，天博体育app拉曼光谱已经不再局限于实验室使用，开始转向制药过程监控的应用tr-probe示例。
图6：tr-probe天博体育app拉曼探针模块，搭配coherent的11英寸长不锈钢型浸入式探头。
对于不同浓度的乙醇和水溶液里的卡马西平从III形态向二水合物形态的转变，Inoue等人使用该方法进行了监控[22]。（111 cm-1）和III形态（39厘米-1）卡马西平的天博体育app拉曼信号非常明显，使用多元曲线解析（MCR）算法计算得出了图7所示结果。，研究人员能够确定
图7：乙醇和水的不同溶剂比例下，卡马西平由iii形态转换为二水合物形态的反应动力学[21]。
天博体育app拉曼光谱的前景
制药行业率先采用天博体育app拉曼光谱，[25]，以及有机半导体中的电荷传输和低频振动[12]。[11]和层状半导体合金[13]和层状半导体合金[13]中的声子模式。[10]和冷却过程中薄层形成[26] [26]的研究，2019年spie bios会议上
总结
用户可通过天博体育app拉曼光谱获取样品的结构和化学成分信息。，随着天博体育app拉曼分析仪不再局限于在实验室使用www.thz-raman.com或通过我们的网站www.coherent.com咨询应用科学家。
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